西方蜜蜂工蜂監(jiān)督機制研究進展
摘要:蜜蜂是一種非常有越的社會昆蟲,不僅僅因為它能釀造出有益于人類的蜂蜜及蜂王漿、蜂花粉、蜂膠等多種名貴產(chǎn)品,更為重要的是蜜蜂的社會行為感人至深。這些社會行為也一直受到廣大生物學(xué)家的關(guān)注。筆者最近在瀏覽蜜蜂監(jiān)督行為研究,現(xiàn)將國內(nèi)外有關(guān)蜜練工蜂監(jiān)督機制進行了綜合論述,以望在蜜蜂工蜂監(jiān)督機制研究領(lǐng)域中達到拋磚引玉的作用。
關(guān)鍵詞:酉方蜜蜂;工蜂監(jiān)督;機制
在營社會*********的蜜蜂群體中,未交配的工蜂也能產(chǎn)卵,這些卵通過孤雌生殖孵化成雄性。然而,在自然有蜂王的西方蜜蜂蜂群中,工蜂產(chǎn)的卵正常發(fā)育數(shù)量較少。蜂群中有4%的工蜂具有生殖功能的卵巢并且產(chǎn)出蜂群中7%的雄性卵,但生物學(xué)研究表明,只有0.1%的雄蜂是工蜂后代,一個重要的機制可能就是工蜂監(jiān)督,工蜂將其它工蜂產(chǎn)的卵清理出去。但在一些特殊的無王群中以及“無政府主義”蜂群中也存在工蜂監(jiān)督”。工蜂監(jiān)督機制到底是怎么樣的呢?本文圍繞工蜂監(jiān)督機制進行了綜述。
1工蜂監(jiān)督的宏觀機制
1.1親緣關(guān)系學(xué)說
在自然有王蜂群中,存在蜂王一雌多雄交配的特性,蜂王通常與三只以上雄蜂進行交配。其工蜂與其外甥(其它工蜂之子)的親緣關(guān)系指數(shù)r:0.125+0.25/N,其中N為蜂王交配的雄蜂只數(shù)。當蜂王與3只以上雄蜂交配時,工蜂與蜂王的兒子(工蜂的兄弟——雄蜂)親緣關(guān)系指數(shù)(r=0.25)比工蜂與其外甥(其它工蜂之子)的親緣關(guān)系指數(shù)(r=0.125+0.25/N)要更近。這樣工蜂就更愿意用蜂王產(chǎn)的未受精卵來培育雄蜂,工蜂之間相互監(jiān)督不讓工蜂產(chǎn)卵,共同培育蜂王的后代,有利于減少蜂王和工蜂在決定性比中的沖突,使蜂群更穩(wěn)定N
1.2 群體學(xué)說
在自然蜂群里,如果某一特征對種群有利,對個體不利,那么種群選擇可能就會使這一特征的頻率增加,而個體選擇會使這一選擇的頻率下降。在雄蜂的培育,從個體上來講,工蜂更愿意培育自己的后代,但過多的雄蜂會使群體崩潰,為了防止崩潰的最好的辦法就是實行工蜂監(jiān)督機制。也就是說,群體效應(yīng)與個體效應(yīng)的方向是相反的,在這種情況下,如果個體選擇總是強于群體選擇,結(jié)果必然導(dǎo)致種群漸漸絕滅。但如果群體選擇與個體選擇的作用方向一致,這不僅滿足自己的生活需要,也滿足群體的生活需要。既對種群有利,也對個體有利。為了群體長遠效應(yīng),工蜂進行相互監(jiān)督,使群體繁衍。
另外,蜂王是工蜂和99%雄蜂的母親,成千上萬工蜂也就具有相似的基因(家庭基因)。一個個體犧牲了,“家庭基因”仍存在于大量其他個體上,不會消失,對其基因的存在有利?!凹彝セ颉币簿褪侨簝?nèi)蜜蜂的共同基因。共同經(jīng)營蜂群,使其從長遠利益得于實現(xiàn),從而進行工蜂監(jiān)督,使其“家庭基因”繁衍下去。再者,工蜂的后代全是雄蜂,隨著工蜂的繁殖,其群體“家庭基因”會逐漸減少,隨著蜂群的衰弱而變得更少,最終隨蜂群滅亡而消失。故工蜂間的監(jiān)督是為了“家庭基因”存在而發(fā)生。
2 工蜂監(jiān)督的客現(xiàn)機制
目前對工蜂監(jiān)督的客觀機制主要是對產(chǎn)卵工蜂或工蜂所產(chǎn)的卵進行處理,對產(chǎn)卵工蜂主要是進行攻擊,對工蜂所產(chǎn)的卵進行清理。
2.1產(chǎn)卵工蜂被攻擊機制
從親緣關(guān)系來講,蜜蜂個體更愿意培育自己的后代,因為它與自己兒子的后代的親緣關(guān)系指數(shù)為0.5,比與蜂王的兒子(工蜂的兄弟——雄蜂)親緣關(guān)系指數(shù)(r=0.25)要近,比與其外甥(其它工蜂之子)的親緣關(guān)系指數(shù)r=0.125+0.25/N更近,培育自己后代的潛能還是存在,即工蜂還是會在一定的場合下產(chǎn)卵。Eaheb曾經(jīng)通過10000只工蜂檢查發(fā)現(xiàn)有一只工蜂體內(nèi)具有發(fā)育完全的卵。這么低的比率也會導(dǎo)致一定數(shù)量的工蜂產(chǎn)卵,因為一般蜜蜂蜂群中有約60000只工蜂,如果每群蜂有6只產(chǎn)卵工蜂,一只蜜蜂每天產(chǎn)10個卵,這樣每天就有將近50只雄蜂培育,且全是工蜂的兒子。工蜂又喜歡產(chǎn)卵至雄蜂巢房,這就是說,平時大部分雄蜂巢房中有卵,但事實并非如此。工蜂主要通過攻擊具有發(fā)育完全卵巢的工蜂,使具有產(chǎn)卵能的工蜂降到最小,另外一個重要機制就是對卵的清理。
2.2卵的清理機制
工蜂對工蜂卵進行清理,就必須能辨別出蜂王產(chǎn)的卵與工蜂產(chǎn)的卵。研究人員發(fā)現(xiàn)283,工蜂能準確地判別未受精卵的來源,并能在24 h內(nèi)除去四%工蜂產(chǎn)的卵。工蜂是如何辨別出蜂王產(chǎn)的卵與工蜂產(chǎn)的卵,目前認為有二種機制:一是蜂王產(chǎn)的卵可能帶有標記的外激素,而工蜂產(chǎn)的卵卻沒有這種標記的外激素;最近有人在蟻群中把蟻王卵標記信息素鑒別出來,顯示為蟻王表面碳氫化合物,和卵表面化學(xué)成分一樣。另外,工蟻卵和工蟻一樣有著相似的表面碳氫化合物,工蟻就是使用卵的碳氫化合物來區(qū)別蟻王卵與工蟻卵。甚至當工蟻卵涂上蟻王表皮碳氫化合物時,工蟻清除這些卵明顯地比不帶這種蜂王表皮碳氫化合物工蟻卵要少。蜜蜂卵、的標記信息也可能是這樣吧。二是認為蜂王產(chǎn)的卵與工蜂產(chǎn)的卵表面形態(tài)結(jié)構(gòu)不同。
在一個未培育出新王的無王群中,工蜂繁殖就很正常,但在一些特殊的無王群中還是存在工蜂監(jiān)督,在無政府主義有王蜂群中,大部分工蜂具有活化的卵巢并能產(chǎn)卵,也能培育出大量的雄蜂。但對無政府主義有王群和無王群進行監(jiān)督試驗發(fā)現(xiàn)也存在工蜂監(jiān)督,其機制目前還不是很清楚,有待于進一步探討與研究。
參考文獻(略)
引自《養(yǎng)蜂科技》2006(5)
江西農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院 吳小波 孫婷 曾志將
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